Acumulador de iones de litio
¿Son seguras las baterías de iones de litio?
La seguridad de estas fuentes de energía eléctrica es cuestionada de forma recurrente cada vez que se produce un incidente que trasciende a la opinión pública
Desde su aparición en el mercado en el año 1991, la batería de iones de litio se ha convertido en la fuente de alimentación predominante en todo tipo de dispositivo portable que precisa energía eléctrica. Así, se trata del tipo de batería recargable más popular utilizada en teléfonos móviles y ordenadores portátiles. También en dispositivos médicos como marcapasos o desfibriladores.
Existe una muy intensa actividad investigadora y de desarrollo que está llevando a una mejora constante de las características de las baterías de iones de litio. Los objetivos principales que se persiguen son el aumento de la densidad de energía (definida como la potencia producida por unidad de peso), la durabilidad y la seguridad intrínseca, reduciendo al mismo tiempo los costes de fabricación.
De hecho, como consecuencia de las mejoras de sus prestaciones, durante los últimos años se está produciendo una creciente utilización de las baterías de iones de litio en diversos vehículos eléctricos, como patinetes, bicicletas y coches. También en numerosas aplicaciones aeroespaciales y también militares.
Componentes y funcionamiento
Los tres principales componentes funcionales de las baterías tratadas en este artículo son un electrodo negativo, uno positivo y el electrolito. El electrodo negativo o ánodo está típicamente hecho de grafito, mientras que el positivo o cátodo suele consistir en algún tipo de óxido metálico. El electrolito está habitualmente compuesto por una sal de litio –de ahí el nombre de las baterías– en un disolvente orgánico.
Utilizando estos tres componentes básicos, la electricidad se produce mediante una reacción electroquímica. Los iones de litio se mueven desde el electrodo negativo al positivo durante el proceso de descarga y de forma opuesta durante el proceso de carga.
Ventajas
Una de las ventajas fundamentales de las baterías de iones de litio es su capacidad de proporcionar una mayor potencia eléctrica con tamaños y pesos muy inferiores a los de las baterías tradicionales. O, lo que es lo mismo, proporcionan una muy alta densidad de energía, es decir, más potencia a igual peso. Por otra parte, estas baterías no presentan efecto memoria, por lo que no es necesario descargarlas completamente antes de volverlas a cargar. Además, muestran solo una pequeña pérdida de carga (autodescarga) cuando no están en uso, extendiéndose, por tanto, su duración. También toleran un enorme número de ciclos de carga y descarga sin que su rendimiento se degrade de forma significativa.
Otra ventaja fundamental viene dada porque las baterías de iones de litio pueden ser «moldeadas» para adoptar una gran diversidad de formas. Esto quiere decir que pueden ser diseñadas para adaptarse a espacios de compleja geometría, hecho clave cuando el espacio es un bien escaso, como es el caso de muchos dispositivos portables en los que un tamaño reducido es una característica primordial.
Incidentes
Sin embargo, las baterías de iones de litio tienen a sus espaldas un conocido historial de incidentes que pueden convertirlas en potencialmente peligrosas. De forma continua se producen pequeños percances con ordenadores portátiles, teléfonos móviles, tabletas y baterías externas. También con patinetes, bicicletas y coches eléctricos. Los incidentes que más trascienden debido a su impacto mediático son los que suceden a bordo de aviones comerciales, ya que el episodio suele concluir con un aterrizaje de emergencia preventivo.
Fue precisamente en el sector de la aviación comercial, en el que la seguridad es un elemento clave, en el que diversas voces mostraron sus preocupaciones sobre la utilización de baterías de iones de litio cuando, hace años, los grandes fabricantes introdujeron estos dispositivos en sus diseños. En su momento se insistió en la necesidad de adoptar un marco regulatorio adecuado para certificar la seguridad en la utilización de las baterías a bordo de aeronaves.
De hecho, en el año 2013 dos eventos llevaron a la Administración Federal de Aviación de EE.UU. (FAA) a dejar en tierra toda la flota de Boeing 787 Dreamliner. Se trataba de la primera vez que la FAA tomaba una medida de estas características desde el año 1979. Se trató unos sucesos puntuales que no han vuelto a repetirse.
Causas de mal funcionamiento
En las baterías de iones de litio puede producirse lo que se conoce como thermal runaway (fuga térmica). Se trata de un proceso asociado a la naturaleza de su composición química por el cual una sobrecarga o un sobrecalentamiento pueden llevar a un aumento de la temperatura de funcionamiento. Se trataría, por tanto, de una especie de retroalimentación positiva descontrolada. Así, una vez que la batería alcanzase una temperatura crítica, podría comenzar un calentamiento espontáneo con resultados potencialmente desastrosos, ya que se podría provocar un incendio. A consecuencia de este proceso, la batería desprende humo y, en muy pocos casos, llega a incendiarse. No es un hecho común; se estima que típicamente ocurre en una unidad de cada diez millones, es decir, un 0,00001 %.
De forma adicional, las baterías de iones de litio pueden también ser vulnerables a fugas del electrolito, por lo que existiría la posibilidad de producir la corrosión de los equipos en los que están integradas.
En conclusión, no puede afirmarse que las baterías de iones de litio sean dispositivos intrínsecamente peligrosos. Únicamente hay que tener en cuenta que deben ser manipuladas con unas ciertas precauciones y siempre seguir las recomendaciones del fabricante.
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